Moduły Peltiera

Moduł Peltiera to przetwornik elektrotermiczny generujący różnicę temperatur przy przepływie prądu (efekt Peltiera) lub przepływ prądu przy różnicy temperatur (efekt Seebecka) Moduły Peltiera mogą być wykorzystywane zarówno do chłodzenia, jak i do ogrzewania w przypadku odwrócenia kierunku przepływu prądu. Dla określenia tego modułu używany jest skrót TEC (thermoelectic cooler=chłodnica termoelektryczne). Podstawą efektu Peltiera jest kontakt dwóch półprzewodników, które mają różny poziom energii (przewodzenia typu p albo n) pasm przewodzenia, co skutkuje ochłodzeniem lub ogrzaniem w trakcie pracy.

Zasada działania i budowa modułu Peltiera

Element Peltiera składa się z dwóch lub więcej małych bloków, z których każdy jest wykonany z materiału półprzewodnikowego, domieszkowanym p i n (tellurkiem bizmutu, germanem krzemu), i które są naprzemiennie połączone na górze i na dole metalowymi mostkami. Te mostki tworzą również powierzchnie styku termicznego i są izolowane folią lub płytą ceramiczną. Zawsze dwie różne prostopadłościany są połączone ze sobą w taki sposób, że tworzą połączenie szeregowe. Dostarczony prąd elektryczny przepływa przez wszystkie prostopadłościany jeden po drugim. W zależności od natężenia i kierunku przepływu prądu, górne połączenia stygną, natomiast dolne rozgrzewają się. W ten sposób prąd pompuje ciepło z jednej strony na drugą i generuje różnicę temperatur pomiędzy płytami. Najpopularniejsza forma elementów Peltiera składa się z dwóch przeważnie kwadratowych płytek ceramicznych z tlenku glinu o długości krawędzi od 20 mm do 90 mm i odległości między nimi od 3 mm do 5 mm, pomiędzy którymi lutowane są bloczki półprzewodnikowe. W tym celu czołowe powierzchnie ceramiczne są wyposażone w lutowalne powierzchnie metalowe.

Obszar zastosowań ogniwa Peltiera

Moduły Peltiera mogą być stosowane wszędzie tam, gdzie wymagane jest chłodzenie z niewielką różnicą temperatur lub bez wymagań dotyczących wydajności. Ogniwa Peltiera są stosowane na przykład w skrzyniach chłodniczych, gdzie korzystanie z agregatów chłodniczych jest niemożliwe z uwagi na ograniczoną przestrzeń lub nie byłoby opłacalne, ponieważ wymagana wydajność chłodnicza jest niska. Płytka Peltiera jest również wykorzystywana do chłodzenia sensorów CCD w cyfrowych aparatach fotograficznych, służy do chłodzenia odbiorników promieniowania w czujnikach podczerwieni, używana jest w miernikach gęstości, lepkościomierzach, reometrach, refraktometrch i do chłodzenia takich urządzeń jak: lasery diodowe, fotodiody, scyntylatory, mgłowe komory dyfuzyjne i komputerowych CPU. Znajduje zastosowanie również w biologii molekularnej, satelitach telekomunikacyjnych i nawilżaczach powietrza.